LIGO再次探测到引力波 还是双黑洞并合

时隔3个多月，LIGO再次探测到引力波信号，来源于距离地球14亿光年的两个黑洞的并合。

北京时间2015年12月26日11时38分35秒，来自LIGO和Virgo的科学家第二次探测到了引力波事件。LIGO宣布了第二个黑洞合并事件。这次的黑洞合并事件称为GW150914，信号来自大约14亿光年外，一个黑洞的质量为我们太阳的14.2倍，另一个为7.5倍的太阳质量，合并后的质量为我们太阳的20.8倍。

NASA中文微博截图

2015年12月26日，来自LIGO和Virgo合作组织的科学家收到了一份意料之外的圣诞礼物――在首次探测到引力波信号仅3个月之后，高新激光干涉仪引力波天文台(Advanced LIGO)的两个探测器就再次记录到了新的引力波信号。跟上次一样，这一引力波信号源自于两个黑洞即将合二为一之时最后的相互绕转，这种现象被称为并合(coalescence)。尽管这一信号要比首次探测到的引力波信号更弱，但这一新发现的置信度仍然超过99.99999%。

再次探测到引力波，表明这样的灾难性事件在宇宙中相当常见。这也意味着，当美国的高新激光干涉仪引力波天文台和意大利的高新室女座引力波探测器(Advanced Virgo)在升级后于2016年底恢复运行之后，很可能会检测到更多引力波事件。这将帮助科学家更好地理解成对出现的黑洞。

黑洞是最大质量恒星演化的最终阶段。其中一些黑洞成对形成，相互旋转，并以引力波的形式损失能量，因而会逐渐靠近，直到抵达一个临界点，令整个过程突然加速。它们最终会并合成一个单独的黑洞。2015年12月26日探测到的引力波信号，就来源于并合之前最后的旋转阶段。

依据观测到的引力波信号，科学家能够推断出那两个黑洞的质量，分别是太阳质量的8倍和14倍(相比之下，2015年9月14日首次探测到的引力波信号，并合的那两个黑洞分别是太阳质量的29倍和36倍)。黑洞合并之后形成了一个质量相当于太阳21倍的旋转黑洞，大约与太阳相当的物质转化成了能量，以引力波的形式释放出来。

由于这次的两个黑洞较轻，它们相互靠近的速度就没有那么迅速：此次探测到的信号持续了几秒钟，而上次探测到的信号仅持续了不到0.5秒。因此，此次观测到的双黑洞并合前相互旋转的圈数，远远大于第一次观测到的引力波事件，这让科学家有机会对爱因斯坦的广义相对论进行一次完全不同的理论检验。

此次观测到的黑洞并合事件，发生在距离地球大约14亿光年的地方，这意味着引力波在太空中穿行了14亿年，才抵达了位于美国路易斯安那州和华盛顿州的两台LIGO探测器。位于路易斯安那州利文斯顿的LIGO探测器比另一台位于华盛顿州汉福德的探测器早1.1毫秒记录到了引力波信号，让科学家能够大致测定引力波源的方位。

再次观测到引力波事件，证实了成对出现的黑洞在宇宙中相当普遍。对LIGO探测器从2015年9月到2016年1月间采集的数据所作的系综分析暗示，2015年10月2日还有可能探测到了第三起此类事件，只不过置信度较低。

最终，对此类观测的分析或许能够解释双黑洞的起源：到底是一对双星分别各自转变成黑洞，还是一个黑洞俘获了另一个黑洞?为了得到答案，就必须要有大量的观测样本，等到高新LIGO和高新Virgo在2016年秋天恢复运行之时，这一切皆有可能。正如高新LIGO探测器在首次数据采集阶段所证明的那样，引力波现在已经成为了一种全新的手段，来探索宇宙和宇宙中最基本的相互作用――引力。

这一发现今天(6月15日)在美国天文学会圣迭戈会议上公布，并将发表在《物理评论快报》(Physical Review Letters)上。

综合来源：科技日报、中国青年报